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小朋友一天可以流多少口水?──2019搞笑諾貝爾化學獎

活躍星系核_96
・2019/11/01 ・1369字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 501 ・六年級

  • 文/楊朝源

點仔膠,黏著跤。
叫阿爸,買豬腳。
豬跤箍仔滾爛爛,枵鬼囝仔~流喙瀾~

——童謠《點仔膠》

或許你曾經聽過這首童謠,但你可曾想過,歌曲中嘴饞的小孩,一天到底可以流多少口水呢?就讓來自日本的渡辺茂先生告訴你吧!

口水具有許多功能,例如初步分解澱粉與幫助吞嚥等。

實驗重點:嚼一嚼,吐出來,秤重

1995 年,渡辺茂先生為了測量小孩子一天可以分泌多少口水,找來了男、女各 15 位的 5 歲孩子,其中也包括自己的孩子(其他人該不會是兒子的幼稚園同學吧XD)。

實驗將一天分成三種時間:進食、非進食與睡眠,各自的分泌速率測量如下:

  • 睡眠時段:分泌量少,忽略不計。
  • 非進食時段的測量:在每個小孩吞下口水後計時五分鐘,在這五分鐘內小孩將不能進行任何吞嚥的動作,五分鐘後嘴裡的口水全部吐出來秤重。
  • 進食時段的測量:準備了六種常見的食物,讓他們咀嚼米飯、香腸、馬鈴薯泥、餅乾、蘋果與醃蘿蔔,在感覺可以吞下的時候吐出來,研究者會將食物重新秤重,跟未經咀嚼的食物原重相比,就能得出他們分泌了多少唾液。(整個實驗就是在訓練孩子的反抗吞嚥反射啊!)

量測非進食與進食時的口水流量後,再去紀錄兩天中各每個孩子的進食與睡眠時間,最後便可以計算出小孩每天約可以分泌多少口水。

研究團隊測量出小孩在非進食的時候,口水平均流量為每分鐘 0.26 毫升。進食的時候則是吃餅乾時分泌最快,約是每分鐘 4.7 毫升,依序則是醃蘿蔔、香腸、麻鈴薯泥和蘋果,最慢的則是吃米飯時,每分鐘約分泌2.4 毫升,總平均約為每分鐘分泌 3.6 毫升。

根據測量結果,若假設一個五歲小孩一天花 80 分鐘吃東西和睡覺 9 小時,一名五歲兒童一天平均會製造出 500 毫升左右的口水。實驗結果挑戰了當時認為每個人一天會分泌至少一公升口水的概念,指出大人與小孩的口水分泌量應該有很大的差異。

20 多年後重現了這個實驗。

在頒獎典禮上渡辺茂先生甚至帶了他的兒子來,在 20 多年後重現了這個實驗,吃香蕉、嚼嚼嚼,最後吐出來秤重。

想得到搞笑諾貝爾獎嗎?口水是你的好夥伴

靠著這看起來有點荒謬的實驗,渡辺茂先生獲得了搞笑諾貝爾化學獎,然而這個研究和化學到底有什麼關係呢?雖然研究過程與化學或許真的沒有太大關係,但作為一種化學溶液,口水可是很複雜的呀!

口水含有多種電解質、酵素與化學物質,可以初步分解澱粉來幫助消化,也具有消毒殺菌的功用。因此口水分泌量與口腔衛生與健康息息相關,氣候、年齡、甚至飲食習慣都可能影響口水分泌的多寡,也有研究指出長期抽菸會導致口水分泌量減少²,這也就是為何科學家們會對口水的流量這麼認真地研究了。

而與口腔無關的是,葡萄牙博物館研究者 Paula M. S. Romão發表了一篇關於利用口水來清潔歷史文物的文章,證明了口水中的酵素具有強大的清潔能力,也因此成為了 2018 搞笑諾貝爾化學獎的得主。

想要得到搞笑諾貝爾卻又不想研究尿尿或便便嗎?口水或許是一個相當不錯的研究選擇喔!

參考資料

  1. Watanabe, S., Ohnishi, M., Imai, K., Kawano, E., & Igarashi, S. (1995). Estimation of the total saliva volume produced per day in five-year-old children. Archives of oral biology, 40(8), 781-782.
  2. Singh, M., Ingle, N. A., Kaur, N., Yadav, P., & Ingle, E. (2015). Effect of long-term smoking on salivary flow rate and salivary pH. Journal of Indian Association of Public Health Dentistry, 13(1), 11.
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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2018 搞笑諾貝爾獎結果來啦~這次的研究真是大快人心啊!
PanSci_96
・2018/09/14 ・4107字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 501 ・六年級

在亂七八糟的紙飛機中,2018 年「28 次」第一屆搞笑諾貝爾獎的頒獎典禮在今天(9/14)清晨六點正式開始啦!快跟著我們一起看看今年有什麼有趣的研究吧!

搞笑諾貝爾獎雖然名為「搞笑」,卻有許多諾貝爾大咖們出席,包含了:Eric Maskin(2007諾貝爾經濟學獎)、Wolfgang Ketterle(2001 諾貝爾物理學獎)、Michael Rosbash(2017 諾貝爾生理學及醫藥學獎),以及遠端連線的 Jerome Friedman(1990 物理學獎)。

今年的典禮主題是「心」,得獎者除了會獲得特別設計過的可愛心型獎座,還能和「心先生」──奧利佛·哈特 (Oliver Hart,音同 heart) 握手!他可不是什麼路上隨便抓的路人甲,Hart 其實是 2016 年諾貝爾經濟學獎得主,對於契約理論有傑出的貢獻。而說到了經濟,當然就要談談搞笑諾貝爾的獎金囉!只要獲獎了,就能獲得「10 兆」……辛巴威幣(其實只有約新台幣 120 元)。

今年的典禮主題是「心」,有可愛的心型獎座喔!

好啦,那就讓我們進入正題,今年的得獎者是……(鼓聲下)

《醫學獎》

醫學獎的得獎研究跟雲霄飛車有關,但他們談的可不是心臟病,而是腎、結、石。研究者接觸的患者曾在乘坐迪士尼的「巨雷山」(Big Thunder Mountain Railroad) 後順利排出腎結石,這個結果啟發了 Marc A. Mitchell 和 David D. Wartinger 著手研究。

不過他們並沒有將腎結石患者送上雲霄飛車,而是利用模型進行測試,最後發現:雲霄飛車的確有助於排出腎結石,不過結石的位置和大小都會影響效果(無論如何先去玩一波~~)現場並開放有腎結石經驗的人發出任意形式的聲響(吼)

《人類學獎》

而人類學獎的得主 Tomas Persson、Gabriela-Alinan Sauciuc 和 Elainie Alenkær Madsen 觀察出在動物園裡,不只是黑猩猩會模仿人類,其實人類也會模仿黑猩猩呢!

你以為只有猩猩會模仿人?其實你也可能在不知不覺中模仿猩猩喔!(圖非實驗猩猩)圖/by Barry Bland

我們彼此模仿的能力和頻率相當,而這些互相模仿的動作包括:拍手、親吻、敲窗戶等等。研究認為這些互相模仿的行為其實是我們的本能,有助於社群互動、增進大家的感情。下次去動物園的時候,你也不妨偷偷觀察下人類喔。

《生物學獎》

香檳裡有個鑽戒是求婚驚喜,蘋果裡半隻蟲是尷尬困境;本屆生物學獎則頒給了「白酒裡的果蠅」。團隊發現到處女果蠅會散發出特別的氣味,讓品酒的人可以用光用鼻子就聞出酒裡的單一隻果蠅(是看不到嗎

酒中有沒有蒼蠅呢?待我來聞聞……(圖非當事蒼蠅)圖/Mykl Roventine @flickr

只是聞出果蠅還不夠,專家的鼻子甚至可以分辨果蠅的性別,因為雌性果蠅會產生特殊的氣味。故事至此,不曉得有沒有苦主能提供一下關於雌果蠅的氣味描述,到底是輕盈還是沉重呢?

《化學獎》

今年的化學獎十分實用,它提供了「唾手可得」的清潔小秘訣:桌子髒了又沒水該怎麼辦?當然就是張嘴用口水啦!

口水的清潔效果很強呢!圖/By Corey Knipe @pexels

咦咦咦,這樣研究人員會不會很口渴啊?其實不會,因為 Paula M. S. Romão、Adília M. Alarcão 和 César A. N. Viana 除了使用口水外,也利用了麵包和微生物中萃取的 α 澱粉酶當作替代品。

為了證明口水強大的清潔效果,典禮上特別請來了哈佛藝術博物館館長、策展人 Francesca Bewer 親自示範,她大力推薦這種清潔方式,因為口水「隨手可得、不用花錢,還很環保」。

《醫學教育獎》

結腸鏡檢查是使用內視鏡由肛門探入檢查結腸狀況,以早期發現結腸是否有異常狀況、進行治療,是防治腸癌很重要的檢查之一喔!做了全身健康檢查但對結腸鏡有心理障礙嗎?日本駒根市消化科醫師 Akira Horiuchi 發表的研究讓他獲得了本次的《醫學教育獎》,他開發出用坐姿自己 DIY 做結腸鏡檢查的器材!(並且差點上場示範)

研究者示意圖。(到底是有多邊緣啦!)

這個新器材是種比平常的結腸鏡體積更小的鏡頭,除了適用於小朋友,也可以用於一些對於結腸鏡檢查有障礙的患者,讓大家用坐姿完成結腸鏡檢查,或者讓自己動手豐衣足食(不是這樣用的)。

《文學獎》

曾經在使用新家電或者組裝 IKEA 時遭遇巨大挫折嗎?你知道說明書就在旁邊孤零零的沒人看嗎?

這個情況非常常見,本年度《文學獎》就頒發給了解釋這個現象,並且為此提供說明手冊鉅著的團隊。研究顯示,的確如客服人員的抱怨,絕大多數的人即使在面臨複雜的家電時,也懶得花時間看說明書,而逼他們花時間看說明書還會讓人更沮喪。畢竟人生苦短,誰要花時間看說明書啊!

《營養學獎》

我們常會聽到有人說人肉鹹鹹(有嗎?)但真的吃過人肉的人可能真的少之又少(這不是廢話嗎?XD)雖然我們不會知道人肉是否真的吃起來鹹鹹,但起碼有研究告訴我們:吃人肉所攝取到的卡洛里,比動物還低。

今年的搞笑諾貝爾《營養學獎》頒給了 James Cole,他「系統性分析出現過食人行為的遺址,比較其中人類與動物的遺骸,分別能提供多少熱量,試圖推斷遺址曾上演的食人行為,是出於營養,或儀式性的目的 。」

《和平獎》

只要一坐到駕駛座後面,就會不由自主變身浩克、換上暴躁人格嗎?交通事故是目前意外死亡與受傷的主要原因。

本屆和平獎頒給了西班牙團隊的研究,討論在開車時有哪些因素會激發「暴躁駕駛」,包括噪音、溫度、以及文化風格等因素,提高交通安全的風險。有個專有名詞就是在形容這種症狀:路怒症團隊除了指出西班牙的司機普遍有暴躁的現象,其結論也非常「世界大同」:加強道路安全教育!

原來除了遇到三寶外,還有很多原因會造成「暴躁駕駛」。圖/State Farm @flickr

《生殖學獎》

男性的性器官能運作還是不能運作,這可是個事關生存的重要問題,那當然得好好確認一下啦!Glina S、Barry JM、Hackett GI、Sadeghi-Nejad H 的團隊利用了「郵票」來當作測試的工具。

測試的方法其實很簡單,就是在睡前用一圈郵票纏住小兄弟,如果隔天生殖器能夠順利斷開郵票的連結,就表示它運作正常,至於所謂「正常」是什麼意思呢?研究者在典禮上認真地表示,正常男性一天晚上會自然勃起 1~5 次。那麼到底該用幾張郵票呢?鄉民們難道都需要用到30張以上嗎?以下開放討論(深夜)。

或是來討論看看要用什麼郵票(誤)。source:搞笑諾北爾獎直播截圖。

 《經濟學獎》

工作上遇到慣老闆是不是很容易讓人火冒三丈?這時候就該拿出巫毒娃娃囉!今年獲得經濟學獎的團隊想知道象徵性的報復行為是否能緩減心理上的焦慮,於是讓受試者去扎老闆小人,結果的確有些幫助呢,人們會覺得比較平衡、感覺正義得到了伸張(?)

對付慣老闆,請愛用巫毒娃娃。By Scott Joseph @flickr

所以說,雖然他們不鼓勵實質的報復行為,但偶爾用個巫毒娃娃還是 OK 的。在獲獎時,成員特別感謝了自己的前任慣老闆(他也在現場),因為他教會了研究者如何跟愛濫用職權的慣老闆相處。廢話不多說,我只想知道哪裡可以團購巫毒娃娃?

如果想知道更多搞笑諾貝爾獎的隱藏橋段跟各種趣事,你可以參考我們之前的介紹文章:「最無俚頭的研究 搞笑諾貝爾獎這樣玩」。看完今年的研究!還覺得意猶未盡的話,就快去看看我們的「搞笑諾貝爾特輯」吧!

2018 年搞笑諾貝爾典禮完整過程這裡看:

參考資料:

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科學辦案:證據不會說謊,但證據不會說話
PanSci_96
・2016/09/30 ・4848字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 604 ・九年級

文/蔣維倫廖英凱

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圖/By West Midlands Police from West Midlands, United Kingdom – Day 253 – West Midlands Police – Forensic Science LabUploaded by tm, CC BY-SA 2.0, wikimedia commons.

 DNA 鑑定—伸張正義的科學技術?

“Science Serving Justice”(科學為正義服務),是美國國家司法科學技術中心(National Forensic Science Technology Center, NFSTC)的格言。今日,警方的辦案大量仰賴著科學與技術的輔助,舉如槍擊案事件的彈道分析、車禍現場的煞車痕計算、聲紋、指紋、DNA 鑑定與測謊,乃至著名的影集 CSI 犯罪現場。無疑地,這些科技的發展,讓警方辦案多了更可靠與更細緻的證據。但是若詳加關注過去的幾例冤獄,現今司法制度或思維對科學鑑定的依賴,恐怕並沒有考量到科學是一個不斷修正的進程。日新月異的技術雖然讓我們越發接近真相,並不見得能保證我們已經了解真相。

2000 年 7 月,台北市發生殺人命案,呂介閔被控殺害女友,在被害者身上發現清晰的齒痕,上有殘留口水。由於測謊未過,當時 DNA 鑑定技術尚不成熟無法分析口水 DNA,而法務部法醫研究所、台大醫學院與刑事警察局的鑑定報告與說明判定此齒痕有 99.99% 的可能為呂介閔所為,在歷經 2004 年士林地院、2005 年高等法院無罪判決後;2007-2009 年更審改判有罪,最終在 2010 年判決殺人罪需服刑 13 年定讞。

2014 年 11 月,獄中的呂介閔寫信給時為檢察總長的顏大和請求再驗唾液 DNA。負責偵辦的檢察官陳宏達檢視卷證後發現過去證據力均不夠強力,認為應重新比對唾液 DNA。經刑事警察局採用較新的「Y 染色體 DNA-STR 型別」鑑定技術比對後,發現被害者身上齒痕唾液的 DNA 與呂介閔 DNA 完全不符。2015 年 5 月 8 日,法院裁定本案重審,同日呂介閔釋放出監。

回顧這個案件與科學有關的證據,造成誤判的其一關鍵原因是當時認為 99.99% 可能的咬痕鑑定。而挽回清白的,是晚了十餘年才更新的 DNA 鑑定技術。這個在鄉土劇中屢屢出現的當代版滴血認親,到底是怎麼從齒痕上的一抹口水,取出 DNA 來鑑定比對?「讓我們繼續看下去……」

當代版滴血認親—DNA鑑定

為什麼要用DNA鑑定?

古裝劇中為了找到孩子的爹,常有滴血認親的橋段;1920 年代,科學家們發現血型來自於父母的遺傳,但以血型作為親子鑑定也僅有 30% 的正確性;1960 年代,科學家利用人類白血球抗原(HLA),使鑑定正確度提高到 80%;1970 年代後,DNA 鑑定技術問世,隨著聚合酶連鎖反應(PCR)等技術的發展,使DNA用在親子鑑定可達到 99.99% 的正確性[1]。

DNA 就如同我們手上的指紋,是藏在細胞核裡獨一無二的身分證字號,只要能解析出一個細胞裡的 DNA 序列,我們就能夠比對出到底這一個細胞是來自於誰。然而,人類的 DNA 約有 30 億個鹼基,若是每個案件都逐字逐鹼基的檢查,會使案件偵辦時程大為延長,因此,美國聯邦調查局(Federal Bureau of Investigation, FBI)在 1997 年推出了屬於人類 DNA 的指紋辨識技術——體染色體短相連重複序列辨識技術(Autosomal- Short Tandem Repeat, 體染色體-STR)[3, 4]。

因為 DNA 序列中,會出現有高重覆性的連續短序列(Short Tandem Repeat, STR)。以下圖為例,在兇手血跡裡,某染色體的已知區域裡,該處的 STR 有五次重覆。比對嫌疑犯甲、乙和丙在相同區域裡的 STR 重覆情況,可以發現嫌犯甲「染色體上的指紋」——STR 重覆次數和兇手的 DNA 一致,因此可以確認嫌犯甲和兇手是同一人。

染色體STR
染色體–STR於刑事或親子鑑定上的原理。

FBI 在 1997 年推出的技術一共可以檢視 13 處的重覆序列,以美國亞利桑那大學生物系提供的範例 Bob Blackett 來說[5],下表是假設的結果:

表一

因為染色體都有來自父母各自提供,因此每對染色體會有兩條,而 Bob Blackett 在基因座(loci)D3S1358 上的基因型是「15,18」,在白種人族群裡出現的機率為 8.2%。以此綜觀 13 個基因座後,Bob 的染色體指紋,大概要 7.7 x 1015名白種人才會出現一個,這數字可遠超過地球的七十億人口!

13
13 個基因座在個染色體上的位置[6]。

DNA從哪來?

DNA取得與萃取

在刑案偵辦的身分鑑定上,為能應用 DNA 的獨一無二的鑑別度,鑑識人員可以採集犯罪現場的生物跡證,例如各種體液殘留、骨骼牙齒、衣物鞋子、菸蒂與檳榔渣等。這些生物跡證送到實驗室後,會分別以不同的初步檢測法,來確認證物的品質與狀況。例如 Kastle-Meyler 血跡檢測法是檢測血紅素過氧化酶的活性來初步確認是否含有血液;唾液澱粉酶與唾液澱粉酶抗原檢測法可以鑑別證物中是否含有唾液;酸性磷酸酵素檢測法、前列腺抗原檢測法與顯微鏡檢法等可以鑑別證物中的精液狀況。

取得生物跡證後,下一步須分離萃取出其中的 DNA。基本原理是根據檢體的特性,利用不同的緩衝液將細胞的外膜、內膜打破,並將 DNA 與蛋白質分離。例如大學生物實驗中,常利用陰離子清潔劑與細胞內膜分子都是雙性分子的特性,而使細胞內膜破裂讓染色體裸露;再將 DNA 放在強鹼的環境中,DNA 上的磷酸根會因無法與強鹼爭奪氫離子而帶有負電。此時雙股 DNA 的磷酸根均帶有負電,因電荷相斥的作用,雙股 DNA 的氫鍵會斷裂成兩條單股 DNA。此時便可再利用聚合酶連鎖反應來複製指定片段的 DNA,增加儀器識別的成功率[7]。最後,再將 DNA 分離定序,找出檢體中基因序列的特徵。

從證物,變成證據

這些基因分離定序的步驟,在生科背景的系所,學生往往會學習利用膠體電泳分離技術(gel electrophoresis)來分離 DNA。膠體電泳是利用 DNA 帶負電荷的特性,當膠體處於電場中,DNA 會受電場牽引,而在膠體中往正電場端移動。又因為不同分子量的 DNA 在膠體中的移動速度會有差異。因此可以藉由此種方式。將不同分子量大小的 DNA 分離。當 DNA 分離後,實驗人員還要切開凝膠取出 DNA 再進行分析。但在現今的鑑識科學裡,DNA 鑑定過程已經逐漸排除了人工操作、避免人為失誤,同時許多鑑識用的試劑、儀器也已經商業化,以市場競爭的方式來激發廠商開發更優良的鑑識技術。

DNA
實驗人員正在切割分離DNA用的電泳膠體[8]

以美國加州法務部和台北市警察局實驗室為例,兩方皆使用 Applied Biosystems 公司 AmpFlSTR® Identifiler® PCR Amplification Kit 商用鑑識套件。現在的商用鑑識套件[9],多利用了聚合酶連鎖反應的原理,提高證物裡萃取出的 DNA 濃度,並使用帶有螢光分子的商用引子(primer),讓已知的基因座(loci)增輻(amplification)。再利用毛細管自動 DNA 定序儀協助定序[10]、確立各基因座的基因型。

聚合酶連鎖反應,可以複製指定片段的DNA,使儀器定序的準確度提高[11]
聚合酶連鎖反應,可以複製指定片段的DNA,使儀器定序的準確度提高[11]

證物中 DNA 的基因座在透過聚合酶連鎖反應增輻增加濃度後,再利用毛細管電泳(Capillary electrophoresis)來進行分離、鑑定。毛細管電泳與大學課程常用的膠狀電泳相同,帶有螢光分子的 DNA 長鏈懸浮在充滿電解液的毛細管裡,而表面帶有電荷的 DNA 長鏈在電場的吸引之下開始往特定方向移動[12]。在外加電場相同的條件之下,移動的速度和分子量(DNA 長度)有關,此時每個基因座上的「指紋」——也就是高重覆性連續短序列(STR)的重覆次數就是決定速度的關鍵!連續鹼基重覆次數少的 DNA 分子較小,因此速度較快;而重覆次數多的 DNA 分子較大,因此跑的比較慢。又因為商用鑑識套件的商用引子上鑲有螢光分子,因此在 DNA 抵達儀器裡的檢測點時會發出特定螢光,所以不同重覆次數(基因型)的特定基因座 DNA 就能夠被儀器偵測、判讀出來。此時,證物裡的 DNA 也就變成了能夠上法庭作證的證據。

毛細管
(點擊看大圖)毛細管電泳示意圖[13]。

遲來的技術,時代的悲劇

回到呂介閔案發的 2000 年,檢方、辯護律師也希望能藉由 DNA 技術,鑑定死者身上咬痕的殘存唾液,來證明呂介閔的事不是兇手。雖然當時距美國 FBI 發佈體染色體-STR 技術已有三年,理論上能夠釐清唾液是否為呂介閔所有。但現實操作上,體染色體-STR 仍有幾項明顯的限制 :

1. 證據遭到外來、或背景 DNA 汙染(若證物混入兩人以上的 DNA,且比例為 10 倍以上,使用體染色體-STR 技術就有困難)

2. 證據所含 DNA 量過於稀少(至少要 0.1 ng/μL)

3. 需有背景族群的基本資料

由於此案被害者身上齒痕裡殘餘唾液的 DNA 量過於稀少,且唾液檢體的 DNA 至少混有被害者的 DNA,因此僅能判斷出唾液為男性所有,因此無法判別兇手是不是呂介閔。致使法庭需依賴測謊與齒痕等在今日看起來爭議較大的技術做為事證。2007 年,高等法院判呂介閔有罪,2010 年最終定讞,判處 13 年徒刑。直至 2014 年 11 月,呂介閔請求檢察總長顏大和重驗證物,2015 年 2 月 10 日,刑事警察局以 Y染色體-STR 技術檢驗,Y染色體-STR 只要一個基因座有差異,就可以判斷樣品和待測者來自不同父系,檢驗結果發現呂介閔 Y 染色體基因座的基因型跟左乳咬痕裡的唾液完全不同:

判決書上共列出 22 個基因座,因篇幅有限,本處僅列出 14 個基因座。INC:表示不明確型別;NR:無結果:

表二

還有一些曾經被視為科學的鐵證……

儘管呂介閔一案,因適逢新技術的引進而沉冤昭雪,但回首此案過去判決中所採用的科學證據與科學方法。在今日看起來似乎反而有了幾分令人啼笑皆非的誤判。例如針對被害者身上深刻的齒痕,負責本案解剖的法醫師石臺平,在審判時證稱「該咬痕是由愛生恨之表現,且產生時,被害人應已陷入昏迷,是瀕死傷」。在齒痕的判斷上,法務部法醫研究所在案發後十天的判斷為「呂介閔齒模與死者咬痕,不相違背」;臺大法醫學院在案發後半個月的鑑定報告也認為「死者左側乳房咬痕與呂介閔齒列吻合」;刑事警察局更以前兩則鑑定為依據,以「本件咬痕經齒列比對,《已確定》係由被告呂介閔所為」做為起訴依據;法務部法醫研究所在 2003 年 8 月份的鑑定報告中,更精算出「死者左側乳房上咬痕為呂介閔所致機率為 99.99% 以上」。

然而伴隨著 DNA 鑑定結果的出爐,不過 15 年前斬釘截鐵般的專業判斷,如今看起來卻荒唐許多。針對齒痕判定的質疑,美國國家科學院在 2009 年針對鑑識制度提出檢討報告,指出皮膚上的咬痕會因皮膚的彈性、完整性、咬合面平整程度、膨脹程度影響,並會隨著時間而變化,種種變數會限制比對的正確率。臺大法醫所李俊億教授亦指出原鑑定報告的機率計算方式,是基於假設狀況所得,並未考量到牙齒、咬痕力道、皮膚彈性等各種變數,且針對齒痕各異的牙齒,卻以相同機率計算,在邏輯上有明顯的疑義,以齒痕做交叉比對算出差異性,毫無科學根據。2015 年 7 月,美國國家科學和技術政策辦公室(Office of Science and Technology Policy, OSTP)副主任 Jo Handelsman,也主張現今齒痕鑑定技術,並非基於科學、測量與可標準化的變因流程,而是來自於從業者的直覺反應(gut-level reaction),因此應當根除齒痕鑑定這種法醫學方法。

雖然這些冤獄案件只是個案,但若未能幸運地遇到新科技的進展,冤獄也如同隨時會傷及無辜的不定時炸彈。目前,在冤獄平反協會與民間司法改革基金會等組織的推動下,立法院司法法制委員會也在 2016 年 07 月初審通過了《刑事案件確定後去氧核醣核酸鑑定條例》草案,讓以定罪的刑事案件,可提請原審法院同意將證據再送鑑定,或許能有機會在新技術的不斷突破之下,如同呂介閔一般求得翻案機會。

證據不會說謊,但證據不會說話。

積極提升為它代言的技術,持守自我修正的科學精神,願證據帶給我們真相。

參考文獻

  1. DDC, 2016. (1995). The history of DNA testing for paternity and identification.
  2. PanSci. (2013, February 4). 人與黑猩猩究竟有什麼差異? – PanSci 泛科學.
  3. FBI. (2010, January). SWGDAM Interpretation Guidelines for Autosomal STR Typing by Forensic DNA Testing Laboratories.
  4. FBI. (2015). Notice of release of the 2015 FBI Population Data for the expanded CODIS core STR loci
  5. The Biology Project. (1996). Blackett Family DNA Activity 2. Retrieved September 29, 2016, from The Biology Project University of Arizona
  6. By Chemical Science & Technology Laboratory, National Institute of Standards and Technology [Public domain], via Wikimedia Commons
  7. 國立中興大學物理系. 實驗八 質體 DNA 萃取與電泳分析.
  8. By Coen – originally posted to Flickr as the cutting of the gel, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4856518
  9. 丁寧. (2013, January). 赴美國研習DNA鑑定及刑事鑑識現場勘察技術報告書.
  10. Thermo Fisher Scientific. 3500 Genetic Analyzer for Resequencing & Fragment Analysis. Retrieved September 29, 2016, from Thermo Fisher Scientific, https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/4440462
  11. By –Ygonaar 23:09, 7 March 2006 (UTC) (It’s a graph create by Ygonaar with Power point) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) or CC BY-SA 2.0 fr (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/fr/deed.en)], via Wikimedia Commons
  12. 美商貝克曼庫爾特有限公司. (2012). 高階毛細管電泳分析系統介紹以及應用.
  13. By Estevezj (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons
  14. 現行2種DNA鑑定法 的應用與限制。刑事雙月刊 第66期
  15. 臺灣高等法院刑事判決96年度上更(二)字第691號
  16. 臺灣高等法院刑事判決104年度再字第3號
  17. Committee on Identifying the Needs of the Forensic Sciences Community, National Research Council (2009). Strengthening Forensic Science in the United States: A Path Forward.
  18. 臺灣高等法院刑事裁定104年度聲再字第179號
  19. 林孟潔 (2015, December 31). 咬痕判罪靠重驗DNA翻轉 我國首例. 聯合新聞網.
  20. Balko, R. (2015, February 20). The path forward on bite mark matching — and the rearview mirror. Washington Post.
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抓腳踝的癢比抓手臂的感覺還爽?——2019搞笑諾貝爾和平獎
旻諭
・2019/10/08 ・1656字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 478 ・五年級

當你這裡癢、那裡也癢的時候,伸手過去抓個癢央大概是世界上最爽的幾件事情之一了。不過你知道嗎?實際上抓癢的「舒服程度」,會跟你「抓身體哪個部位」的癢有關係!那抓身體哪裡的癢最舒服呢?

第 29 次第一屆搞笑諾貝爾和平獎,研究主題:試著測量抓癢央的快樂程度!圖/擷取自 The 29th First Annual Ig Nobel Prize Ceremony (2019) FULL SHOW

搔哪裡的皮最癢?抓哪裡最爽?

這項 2012 年發表在英國皮膚病學雜誌 (British Journal of Dermatology) 的研究,是由利物浦約翰摩爾斯大學 (Liverpool John Moores University) 的認知神經科學教授 Francis McGlone 等人主導。研究團隊找來了 18 位年紀從 22 歲到 59 歲的實驗參與者,並拿一種名叫刺毛黧(ㄌㄧˊ)豆 (cowhage) 的熱帶豆類,利用它細小的毛去搔參與者的前臂、腳踝和背三個地方的皮膚。

刺毛黧豆中的細小針狀結構 (cowhage spicules),是研究搔癢症常用的實驗工具。圖為刺毛黧豆本人。圖/Astralek @Wikimedia Commons

搔癢也不是隨便亂搔,研究團隊拿刺毛黧豆的細毛,以同心圓的方式搔癢 4 平方公分內的範圍,搔 45 秒。之後研究人員立刻拿 3M 膠帶把沾上皮膚的毛貼掉。

可怕的來了,接下來的五分鐘內,有一半的參與者被嚴禁搔癢(媽呀好煎熬),然後每 30 秒紀錄一次參與者前臂、腳踝跟背三個地方癢癢的程度(0分:不癢~10分:癢到難以承受)。

另一半參與者則可以由研究團隊解癢,研究人員會拿實驗室專用的抓癢耙子,用大概 29 克(超精準)的力量,以直線方向幫參與者抓癢央,並請參與者評分緩解癢覺之後的癢癢程度(0~10分)。

最後,全部的參與者再分享自己終於可以「被抓癢」的那一刻到底有多舒服(也是0~10分)。

看牠抓癢的舒服程度,癢癢評分應該只有 1 分吧!圖/rihaij @pixabay

搔「腳踝」最癢,抓完也最爽最持久

研究顯示,腳踝位置是大家覺得搔完最癢的部位,同時也是抓完癢之後(相較於前臂和背部)覺得最爽,而且是爽感最持久的地方。相反地,前臂是搔了感覺最不癢的部位,抓癢抓起來的舒服程度也比較低。

Francis McGlone 逗趣地說:「『背』是廣為人知、大家偏好的抓癢部位,但有趣的是,研究結果居然發現,腳踝才是搔了最癢、也抓了最舒服的身體部位。」

這項研究結果很難以什麼理論來解釋,不過其中一個理論指出,搔癢的癢覺程度及抓癢的舒服程度依身體部位而異,是因為身體痛覺神經分布情形不同。也有其他理論指出,腳踝被搔到的癢癢感會這麼明顯,大概是因為這是最容易被昆蟲和細菌攻擊的部位。

腳踝被搔到的癢癢感會這麼明顯,大概是因為這是最容易被昆蟲和細菌攻擊的部位。圖/_Alicja_ @pixabay

大笑之後,發人深省:知道搔哪裡最開心可以幹嘛?

看到這裡,不曉得你是否跟我一樣好奇:為什麼研究者只選擇前臂、腳踝和背部三個身體部位?知道腳踝的特別,對我們的幫助又是什麼?

選這三個部位的原因,是因為慢性單純苔癬 (lichen simplex chronicus) 和異位性皮膚炎 (atopic eczema) 的患者,常常在腳踝與背部兩處感到劇烈又頻繁的癢。在這項研究完成之後,不但解釋了患者在腳踝和背感到搔癢的原因,也為未來新的研究領域(頭皮、肛門生殖器一帶)提供參考。除此之外,也拓展了慢性單純苔癬、異位性皮膚炎和皮膚類澱粉沉著症 (Lichen amyloidosis) 的研究領域,在臨床上這項研究有一定的貢獻。

下次當你身體哪裡癢癢的時候,除了手伸過去抓一抓之外,也可以想起今年的搞笑諾貝爾和平獎,為這個世界帶來和平和對皮膚搔癢症的貢獻哦!

頒獎典禮的全紀錄影片在這裡:(和平獎從 1:31:10 開始!)

參考資料

  1. The 2019 Ig Nobel Prize Winners
  2. Bin Saif, G. A., Papoiu, A. D., Banari, L., McGlone, F., Kwatra, S. G., Chan, Y. H., & Yosipovitch, G. (2012). The pleasurability of scratching an itch: a psychophysical and topographical assessment. The British journal of dermatology, 166(5), 981–985. doi:10.1111/j.1365-2133.2012.10826.x
  3. Ankle is best place to scratch. The Telegraph, 2012.01.22
  4. Scratching Feels Better on Certain Parts of Your Body. Live Science, 2012.1.30
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旻諭
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PanSci 泛科學實習編輯,大學主修生科,喜歡認知神經科學。研所跳槽科學教育,目前正努力想要聰明又科學的活著。